JPH07325477A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像後に本来回収されるべき現像剤が再び現
像領域に搬送されるのを防止し、濃度低下のない良好な
画像が得られる現像装置を提供する。 【構成】 周面を回転駆動される現像スリーブ２ｂとそ
の内部に固定支持された磁石ロール２ａとからなる現像
ロール２を設け、この現像ロール２との対向位置に、周
面から張り出した翼を備える回転体４ａとその内部に固
定支持された磁石体４ｂとからなる現像剤供給部材４を
設ける。磁石ロール２ａには現像剤供給部材４との対向
位置の上流側及び下流側に周方向に隣り合う二つの同極
性の磁極Ａ，Ｂを設け、磁石体４ｂには磁極Ａ，Ｂと対
向する位置に該磁極と異なる極性の二つの磁極Ｃ，Ｄを
設ける。また回転体４ａと現像スリーブ２ｂとはその対
向位置で周面が逆方向に移動するように回転駆動され
る。これにより現像剤供給部材４と現像ロール２との間
で現像剤の授受を円滑に行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ等電
子写真式の画像形成装置において用いられ、静電潜像保
持体上の静電潜像にトナーを付着させて可視化する現像
装置に係り、特に非磁性トナーと磁性キャリアとからな
る二成分現像剤を用いる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機、プリンタ等電子写真
式の画像形成装置では、静電潜像保持体表面に帯電電位
の差による静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーの
付着により現像して可視像としている。この現像のため
に使用する装置が現像装置であり、現在までに数々の形
式の装置が提案され実用化されている。近年では、画像
のカラー化が進み高画質が要求されており、トナーを小
粒径化したり、またトナーの帯電制御が容易な二成分現
像剤を用いる現像法などが提案されている。

【０００３】二成分現像剤を用い、現像領域で磁気ブラ
シ現像を行う現像装置として、従来より以下に示すもの
が知られている。図２は、このような現像装置の一例を
示す概略構成図である。この現像装置１０１は、静電潜
像保持体１１０に近接して設けられており、ハウジング
１０９内に、二成分現像剤を磁気的に吸着して搬送する
現像ロール１０２と、この現像ロール１０２の表面に形
成される現像剤層の層厚を規制する層厚規制部材１０３
と、前記現像ロール１０２に現像剤を供給する現像剤供
給部材１０４と、現像剤を攪拌するとともに搬送する第
１のオーガー１０６及び第２のオーガー１０７とを備え
ている。

【０００４】上記現像剤供給部材１０４は、周面から張
り出した翼を備える円筒状の回転体であり、現像ロール
１０２との対向位置で周面が逆方向に移動するように回
転駆動されている。この現像剤供給部材１０４の回転に
より、現像剤の攪拌と搬送とを行うことができるように
なっている。上記現像ロール１０２は、位置を固定して
支持された円柱状の磁石ロール１０２ａと、この磁石ロ
ール１０２ａの外側で回転可能に支持された現像スリー
ブ１０２ｂとから成るものである。上記磁石ロール１０
２ａには現像剤供給部材１０４と面する位置に、周方向
に隣り合う二つの同極性（Ｓ極）の磁極を備えている。

【０００５】このような現像装置で用いられる二成分現
像剤は、帯電性の非磁性トナーと磁性キャリアとを含む
現像剤であって、攪拌によって非磁性トナーが一定の電
荷に帯電されるものである。このような現像剤は現像剤
供給部材１０４の回転により現像ロール１０２に供給さ
れ、磁極を内蔵する現像ロール１０２の表面に磁気的に
吸着され、磁性キャリアが穂状に連なった磁気ブラシを
形成する。一方、現像領域には、静電潜像保持体１１０
と現像ロール１０２との間にバイアス電圧を印加するこ
とによって振動電界が形成されており、現像剤層はこの
振動電界内に搬送され、現像剤層中の非磁性トナーが静
電潜像上に転移し、静電潜像が可視化される。現像後、
現像ロール１０２上の現像剤は、現像スリーブ１０２ｂ
の回転により同極性（Ｓ極）の磁極が配設された位置へ
搬送され、該磁極間の反発力によりスリーブ表面から離
脱される。離脱された現像剤は現像剤供給部材１０４の
回転によりオーガー１０６，１０７へ搬送される。

【０００６】上記二成分現像剤を用いる現像装置には、
磁気ブラシを静電潜像保持体表面に接触させて現像する
方式のものと、非接触に維持してトナーを飛翔させて現
像する方式のものとがある。上記非接触方式の現像装置
では、現像領域で静電潜像保持体と現像剤層とが接触し
ないので、静電潜像保持体の非潜像部に現像剤が吸着す
る、いわゆるかぶり現像がほとんどなく、近年求められ
ている画像の高画質化・カラー化に応えるものである。
また、上記現像装置では、装置を小型化するために現像
ロール１０２と現像剤供給部材１０４とがほぼ水平に配
置されており、複数の現像装置を配置するカラー画像形
成装置において装置全体を小型化できるという利点も有
している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の現像装置では、現像ロール１０２と現像剤供給部材
１０４とがほぼ水平に配置されており、現像ロール１０
２上の現像剤を回収する際に、現像剤の重力を利用して
現像ロールから離脱させることができにくい。そのた
め、上記のように現像ロール１０２内に配置した磁極の
反発力により現像剤の解放及び離脱を行っているが、こ
のような装置構成では、現像ロール１０２上の現像剤の
解放領域と、現像剤供給部材１０４から現像ロール１０
２への現像剤の供給領域とが比較的接近してしまう。こ
のように現像剤の解放領域と供給領域とが接近すると、
解放領域で滞留した現像剤の一部が、現像剤供給部材１
０４へ送られずに再び現像ロール１０２に付着して搬送
され、いわゆる現像剤の連れ回りが発生することがあ
る。このため、装置内での現像剤の攪拌が不十分とな
り、連続コピー時に画像に濃度低下などの画質欠陥が発
生するという問題点がある。

【０００８】このような問題点を解消するために、特開
平４−１０７５８６号公報に開示される現像装置では、
図３に示すように、現像ロール１１２内の隣り合う同極
性（Ｎ極）の二つの磁極と対向して該磁極と異なる極性
（Ｓ極）の二つの磁極を有する円筒状の磁石体１１４ａ
と、この磁石体１１４ａの外周面を一定方向に回転する
スリーブ１１４ｂとからなる現像剤供給部材１１４が設
けられている。また、上記磁石体１１４ｂには、第１の
オーガー１１６と対向する位置に隣り合う同極性（Ｓ
極）の二つの磁極が配置されている。

【０００９】このような現像装置１１１では、現像ロー
ル１１２と現像剤供給部材１１４との間で対向する異な
る極性の磁極により、現像ロール１１２上から離脱され
た現像剤の回収と現像剤供給部材１１４から現像ロール
１１２への現像剤の供給とを行うようになっている。さ
らに、現像剤供給部材１１４へ回収された現像剤は、第
１のオーガー１１６との対向位置で、隣り合う同極性
（Ｓ極）の磁極の反発力により現像剤供給部材１１４表
面から離脱されるようになっている。

【００１０】しかし、このような現像装置１１１では、
上記現像剤供給部材１１４による現像剤の攪拌と搬送と
が不十分であり、現像ロール１１２付近で現像剤が滞留
するのを完全に防止することは難しい。また、現像剤供
給部材１１４と第１のオーガー１１６との間で現像剤の
授受がうまく行えず、現像剤供給部材１１４に再度現像
剤が付着して、この現像剤供給部材１１４上で現像剤の
連れ回りが発生するという問題点もある。

【００１１】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、現像後の本来回収される
べき現像剤が再び現像領域へ搬送される、いわゆる現像
剤の連れ回りを防止し、濃度低下のない良好な画像が得
られる現像装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、 固定支持された円筒
状の磁石であって、円周方向に沿って複数の磁極が設け
られた磁石ロールと、前記磁石ロールの外側で回転可能
に支持された中空円筒状の部材であって外周面に非磁性
トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持して
搬送する現像スリーブと、 前記現像スリーブと対向す
る位置に設けられ、該現像スリーブの周面に現像剤を供
給する現像剤供給部材とを備え、 前記現像スリーブが
静電潜像保持体と対向する現像領域で、前記現像ロール
上の非磁性トナーを静電潜像保持体に転移させて潜像を
可視化する現像装置において、 前記磁石ロールは、
前記現像剤供給部材と対向する位置の上流側及び下流側
に同極性の磁極Ａ及びＢを有し、 前記現像剤供給部材
が、回転駆動されるほぼ中空円筒状の部材であって、周
面から張り出して現像剤の攪拌と搬送とを行なう翼を備
える回転体と、前記回転体の内部に固定支持された磁石
体とを有し、 該磁石体は、磁石ロールの前記２つの磁
極Ａ，Ｂと対向する位置に、該磁極Ａ，Ｂと異なる極性
の２つの磁極Ｃ及びＤを有するものとする。

【００１３】請求項２に記載の発明は、 前記請求項１
に記載の現像装置において、 前記磁石体は、前記回転
体の周面に沿った位置に前記２つの磁極Ｃ，Ｄのみを有
するものとする。

【００１４】上記請求項１に記載の発明において、磁石
ロールの磁極Ａ，Ｂ間の距離、磁石体の磁極Ｃ，Ｄ間の
距離、または現像スリーブと現像剤供給部材との間隙等
は、現像剤の回収及び供給が円滑に行われるように適宜
に設定することができる。

【００１５】上記請求項２に記載に発明において、上記
磁石体は、回転体の周面に沿った位置に磁極Ｃ，Ｄのみ
を有し、他の磁極を有しない構造とする。なお、上記請
求項１又は請求項２に記載の発明は、非接触現像方式の
現像装置に限らず、磁気ブラシを静電潜像保持体表面に
接触させる方式の現像装置に適用することもできる。

【００１６】

【作用】請求項１に記載の発明に係る現像装置では、磁
石ロールが現像剤供給部材と対向する位置の上流側及び
下流側に同極性の磁極Ａ，Ｂを有しているので、現像領
域を通過した後も現像スリーブ上に付着したまま搬送さ
れる現像剤は、二つの磁極Ａ，Ｂの反発力により一旦現
像スリーブから離脱される。

【００１７】一方、現像剤供給部材は、周面から張り出
した翼を備える回転体とその内部に固定支持された磁石
体とを有しており、回転体の回転により現像剤の攪拌と
搬送とを行うことができる。この現像剤供給部材は、磁
石ロールの磁極Ａと対向する位置に該磁極Ａと異なる極
性の磁極Ｃを有しているので、上記現像スリーブから離
脱された現像剤は磁極Ａ，Ｃ間の磁気的吸引力により現
像剤供給部材に引き付けられる。そして、回転体の回転
にともない、充分な攪拌と搬送が行われる。さらに、現
像剤は回転体によって搬送され、磁石体の磁極Ｄが設け
られた位置に到達すると、この磁極Ｄと対向する位置に
異極性の磁極Ｂが設けられているので、磁極Ｂ，Ｄ間の
磁気的吸引力により現像剤供給部材から新たな現像剤が
現像スリーブ表面に供給される。従って、現像剤の供給
領域と現像剤の解放及び回収領域とが確実に分離され、
二成分現像剤の循環及び攪拌が円滑に行われる。このた
め、現像剤の連れ回りによる画像の濃度低下を防止する
ことができる。

【００１８】請求項２に記載の発明に係る現像装置で
は、磁石体が、回転体の周面に沿って上記二つの磁極
Ｃ，Ｄのみを有し、他の磁極を有していないので、磁気
的吸着によらずに翼の回転力によって機械的に現像剤の
搬送が行われ、充分な攪拌を行うことができる。また、
磁極Ｃ，Ｄが設けられた位置以外の現像剤収容部と面す
る位置において、現像剤の供給又は回収を円滑に行うこ
とができ、現像剤供給部材上での現像剤の連れ回りを防
止することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明に係る現像装置の実施例を、図
に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明の一実施
例である現像装置１を示す概略構成図である。この現像
装置１は、静電潜像保持体１０と近接して設けられてお
り、ハウジング９内には、二成分現像剤を収容する現像
剤収容部８と、静電潜像保持体１０との対向位置で表面
に二成分現像剤を磁気的に吸着して搬送する円筒状の現
像ロール２と、この現像ロール２表面に形成される現像
剤層を規制する層厚規制部材３と、前記現像ロール２に
現像剤を供給するとともに該現像ロール２上の現像剤を
回収して搬送する現像剤供給部材４と、この現像剤供給
部材４と隣接する位置で現像剤を軸方向へ搬送しながら
攪拌する第１のオーガー６及び第２のオーガー７とを有
している。

【００２０】上記現像ロール２は、位置を固定して支持
された円柱状の磁石ロール２ａと、この磁石ロール２ａ
外側で軸線回りに回転可能に支持された現像スリーブ２
ｂとで主要部が構成されている。上記磁石ロール２ａに
は、複数の磁極が周面に沿って設けられ、現像剤供給部
材４と対向する位置の上流側及び下流側には、周方向に
隣り合う二つの同極性（本実施例ではＮ極）の磁極Ａ，
Ｂを備えている。上記現像スリーブ２ｂは、静電潜像保
持体１０との対向位置で周面が同方向に移動するように
回転駆動される。

【００２１】上記現像剤供給部材４は、回転駆動される
ほぼ中空円筒状の部材であって、周面から張り出した翼
を備える回転体４ａと、該回転体４ａの内部に固定支持
される磁石体４ｂとを有している。上記磁石体４ｂは、
上記磁石ロール２ａの隣り合う同極性（Ｎ極）の磁極
Ａ，Ｂと対向する位置に、該磁極Ａ，Ｂと異なる極性
（Ｓ極）の二つの磁極Ｃ，Ｄを有している。なお、この
磁石体４ｂは、第１のオーガー６と対向する位置には磁
極が設けられていない。上記回転体４ａは、上記翼が回
転することにより現像剤の攪拌と搬送とを行うことがで
きるものである。上記回転体４ａの回転方向は、現像ロ
ール２との対向位置で現像スリーブ２ｂの移動方向と逆
方向に移動するように設定されている。

【００２２】上記層厚規制部材３は、ハウジング９に固
定支持され、先端が現像ロール２の表面と近接するよう
に突き出したものである。この層厚規制部材３は、現像
スリーブ２ｂの回転方向における現像領域の上流側であ
って、現像剤供給部材４との対向位置の下流側に配設さ
れている。本実施例では、上記層厚規制部材３は非磁性
の金属により形成されており、先端部が刃状となるよう
に研磨工程等が施されている。上記層厚規制部材３は、
先端部と現像ロール２表面との間隙を適切に設定するこ
とにより、現像領域で必要な現像剤量が得られるように
現像剤の層厚が調節される。本実施例では、層厚規制部
材３の先端と現像ロール２表面との間隙が０．４５ｍｍ
に設定されており、約３５０μｍの層厚の現像剤層が得
られる。

【００２３】上記第１のオーガー６及び第２のオーガー
７は、互いに逆方向に現像剤を搬送するように回転駆動
されるようになっており、現像剤を攪拌するとともに現
像剤収容部８内を循環させるものである。

【００２４】上記現像装置１は、現像スリーブ２ｂ上の
現像剤層を静電潜像保持体１０表面に接触させない非接
触現像方式のものであり、現像スリーブ２ｂと静電潜像
保持体１０との間隙を適切に設定し、現像剤層の厚さを
静電潜像保持体１０に接触しない範囲でなるべく厚くす
ることが望ましい。この静電潜像保持体１０と現像スリ
ーブ２ｂとの間隙は０．３ｍｍより狭くなると、静電潜
像保持体１０や現像ロール２の持つ振れ等のバラツキの
影響を受け、均一な濃度の画像を安定して得ることが難
しくなる。一方、上記間隙が０．９ｍｍを越えると、現
像ロール２に交番電界を与えてもその効果が低下して十
分な現像濃度が得られなかったり、エッジ効果が現れて
美しく鮮明な画像が得られなくなる。従って、静電潜像
保持体１０と現像ロール２の間隙は０．３ｍｍ〜０．９
ｍｍの範囲にするのが望ましく、本実施例では０．６ｍ
ｍに設定し、現像剤層の厚さを上記のように３５０μｍ
に制御した。

【００２５】また、本実施例の現像剤は、摩擦帯電制御
が容易で交番電界内での現像剤の制御を効果的に行うこ
とができる点を考慮し、非磁性トナーと磁性キャリアを
混合した二成分現像剤を使用した。本実施例では、トナ
ー粒子の摩擦帯電をより的確に制御してトナーの凝集を
起こりにくくするため、磁性キャリアの平均粒径が４０
μｍ、非磁性トナーの平均粒径が１０μｍである現像剤
を使用した。

【００２６】このような現像装置１では、静電潜像保持
体１０と現像スリーブ２ｂとの間にバイアス電源（図示
せず）から直流成分に交流成分を重畳したバイアス電圧
（交流成分のピーク値間が１．５ＫＶ、周波数が６ＫＨ
ｚ、直流成分が−５００Ｖ）が印加されており、ここで
生じる交番電界によって両者の対向部分に現像領域が形
成される。なお本実施例では、静電潜像保持体１０は、
図中に示す矢印の方向にたとえば１６０ｍｍ毎秒で回転
し、帯電器（図示せず）によって−６５０Ｖに一様に帯
電された後、画像書き込み装置により露光されて画像部
の電位が−２００Ｖとなるように設定されている。

【００２７】次に上記現像装置１の動作について説明す
る。このような現像装置１では、非磁性トナーと磁性キ
ャリアとは、ハウジング９内において第１のオーガー６
及び第２のオーガー７により搬送されるとともに十分に
攪拌される。これにより、現像剤中の非磁性トナーの分
布が均一に維持されるとともに、非磁性トナーと磁性キ
ャリアとの間の摩擦により非磁性トナーに所定の電荷が
付与される。

【００２８】攪拌された現像剤は、現像剤供給部材４の
回転体４ａにより現像ロール２との対向位置に搬送さ
れ、磁石体４ｂの磁極Ｄと磁石ロール２ａの磁極Ｂとの
間の磁気的吸引力により、現像剤が現像ロール２に引き
付けられる。こうして現像剤は現像ロール２表面に供給
され、現像スリーブ２ｂ上に磁気的に吸着されてブラシ
状の現像剤層が形成される。この現像剤層は現像スリー
ブ２ｂの回転に伴って層厚規制部材３との対向位置を通
過し、現像剤吸着量が規制される。さらにこの現像剤層
は現像スリーブ２ｂが回転することにより現像領域に搬
送される。現像領域では、現像スリーブ２ｂと静電潜像
保持体１０との間に交番電界が形成されており、現像剤
中の非磁性トナーが現像スリーブ２ｂから飛翔し、静電
潜像保持体１０上の静電潜像に付着して現像が行われ
る。

【００２９】現像後、現像領域を通過した現像スリーブ
２ｂ上の現像剤は、現像スリーブ２ｂの回転により隣り
合う同極性（Ｎ極）の磁極Ａ，Ｂが配設された位置に搬
送され、該磁極間の反発力により現像スリーブ表面から
離脱される。さらにこの現像剤は、磁石ロール２ａの磁
極Ａと磁石体４ｂの磁極Ｃとの間の磁気的吸引力により
現像剤供給部材４表面に引き付けられる。こうして現像
剤は現像剤供給部材４に回収され、回転体４ａの回転に
より機械的に攪拌されるとともに第１のオーガー６との
対向位置に搬送される。この第１のオーガー６との対向
位置では磁石体４ｂの磁力が作用しておらず、現像剤は
第１のオーガー６の回転にともない現像剤供給部材４の
表面から離脱される。そして、第１のオーガー６及び第
２のオーガー７により再び現像剤収容部８内で十分に攪
拌され、再度現像剤供給部材４により現像ロール２へ送
られる。

【００３０】このような現像装置では、現像剤供給部材
４から現像ロール２への現像剤の供給と、現像ロール２
から現像剤供給部材４への現像剤の回収とを行う際に、
現像剤の授受が円滑に行われ、現像ロール２から離脱さ
れた現像剤が再び現像ロール２に付着するのを防止する
ことができる。従って、現像剤の連れ回りによる濃度低
下等の画質劣化が防止され、良好な画像が得られる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明に係る現像装置では、磁石ロールと磁石体とに配設
された対向する磁極により、現像剤供給用の磁気吸引力
と現像剤回収用の磁気吸引力とが別個に形成されるの
で、現像剤の供給領域と回収領域とを確実に分離して、
現像剤の循環及び攪拌を円滑に行うことができる。この
ため、小型化された現像装置の欠点である現像剤の連れ
回りが防止され、カラー原稿を連続してコピーする場合
にも濃度低下のない良好な画像を得ることができる。請
求項２に記載の発明に係る現像装置では、機械的に現像
剤の攪拌及び搬送が行われるので、現像剤供給部材上で
の現像剤の連れ回りを防止することができる。従って、
装置内での現像剤の循環をより円滑に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である現像装置を示す概略構
成図である。

【図２】従来の現像装置を示す概略構成図である。

【図３】従来の現像装置の他の例を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 現像装置 ２ 現像ロール ２ａ 磁石ロール ２ｂ 現像スリーブ ３ 層厚規制部材 ４ 現像剤供給部材 ４ａ 回転体 ４ｂ 磁石体 ６ 第１のオーガー ７ 第２のオーガー ８ 現像剤収容部 ９ ハウジング １０ 静電潜像保持体

フロントページの続き (72)発明者 大貫 富夫 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 桶川 長和 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定支持された円筒状の磁石であっ
   て、円周方向に沿って複数の磁極が設けられた磁石ロー
   ルと、 前記磁石ロールの外側で回転可能に支持された中空円筒
   状の部材であって外周面に非磁性トナーと磁性キャリア
   とを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像スリーブ
   と、 前記現像スリーブと対向する位置に設けられ、該現像ス
   リーブの周面に現像剤を供給する現像剤供給部材とを備
   え、 前記現像スリーブが静電潜像保持体と対向する現像領域
   で、前記現像ロール上の非磁性トナーを静電潜像保持体
   に転移させて潜像を可視化する現像装置において、 前記磁石ロールは、前記現像剤供給部材と対向する位置
   の上流側及び下流側に同極性の磁極Ａ及びＢを有し、 前記現像剤供給部材が、 回転駆動されるほぼ中空円筒状の部材であって、周面か
   ら張り出して現像剤の攪拌と搬送とを行なう翼を備える
   回転体と、 前記回転体の内部に固定支持された磁石体とを有し、 該磁石体は、磁石ロールの前記２つの磁極Ａ，Ｂと対向
   する位置に、該磁極Ａ，Ｂと異なる極性の２つの磁極Ｃ
   及びＤを有することを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の現像装置におい
   て、 前記磁石体は、前記回転体の周面に沿った位置に前記２
   つの磁極Ｃ，Ｄのみを有することを特徴とする現像装
   置。